Nghiên cứu mối tương quan giữa các yếu tố môi trường và sự đa dạng thành phần loài, sinh vật lượng Tảo lam (Cyanophyta) ở một số ruộng lúa và ao thủy sản thuộc tỉnh Trà Vinh

Nội dung báo cáo đề xuất và thực hiện nhằm cung cấp thêm những minh chứng về sự đa dạng cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến sự đa dạng của Tảo lam để làm nguồn dữ liệu cơ sở cho những nghiên cứu ứng dụng về việc khai thác các đối tượng giống, loài Tảo lam có lợi hay những nghiên cứu về các biện pháp khắc phục những giống, loài Tảo lam có hại đối với nghề nuôi trồng ...

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA

CÁC YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG VÀ SỰ ĐA

DẠNGTHÀNH PHẦN LOÀI, SINH VẬT LƯỢNG

TẢO LAM (CYANOPHYTA) Ở MỘT SỐ

RUỘNG LÚA VÀ AO THỦY SẢN THUỘC

TỈNH TRÀ VINH

Chủ nhiệm đề tài: ThS PHẠM THỊ BÌNH NGUYÊN

Chức danh: Giảng viên

Đơn vị: Khoa Nông nghiệp - Thủy sản

ISO 9001 : 2008

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH

HỘI ĐỒNG KHOA HỌC

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG VÀ SỰ ĐA DẠNG THÀNH PHẦN LOÀI, SINH VẬT LƯỢNG

TẢO LAM(CYANOPHYTA) Ở MỘT SỐ

RUỘNG LÚA VÀ AO THỦY SẢN THUỘC

TỈNH TRÀ VINH

Xác nhận của cơ quan chủ quản

(Ký, đóng dấu, ghi rõ họ tên)

Chủ nhiệm đề tài

(Ký, ghi rõ họ tên)

Phạm Thị Bình Nguyên

ISO 9001 : 2008

TÓM TẮT

Nghiên cứu về sự đa dạng thành phần loài và những tác động của các yếu tố môi trường đến sự đa dạng loài tảo lam tại một số ruộng lúa và ao thủy sản thuộc tỉnh Trà Vinh đã được tiến hành từ tháng 3/2015 đến tháng 9/2015 vào hai mùa (mưa, nắng) Kết quả ghi nhận được 49 loài tảo lam thuộc 4 bộ (Oscillatoriales, Noctoscales, Chroococcales, Synechococcales), 9 họ và 15 chi khác nhau Trong

đó, bộ Oscillatoriales là bộ chiếm ưu thế với 21 loài (42,86%), kế đến là bộ Nostoccales với 12 loài (24,49%), bộ Chroococcales với 11 loài (22,45%), còn lại thành phần loài ít nhất là bộ Synechococcales với 5 loài (10,2%) Thành phần loài ở ruộng lúa là cao nhất (28 loài) và ao tôm là thấp nhất (12 loài) trong ba loại hình thủy vực Sự chênh lệch số loài giữa mùa nắng và mùa mưa là rất ít (mùa nắng: 35

loài, mùa mưa: 36 loài) Loài Oscillatoria rubescens Gom có mặt ở cả ba loại hình thủy vực vào cả hai mùa Chi Oscillatoria có độ đa dạng loài cao nhất với 18 loài

chiếm 36,73 % Tất cả các địa điểm khảo sát đều có sự phân bố của tảo lam Kết quả phân tích, đánh giá mối tương quan cho thấy yếu tố dinh dưỡng N, P, C có mối tương quan thuận và ảnh hưởng tương đối chặt chẽ đến thành phần loài tảo lam Thành phần loài tảo lam phân bố nhiều ở các địa điểm có hàm lượng dinh dưỡng (N, P, C) cao Khảo sát biến động mật độ trung bình loài tảo lam theo không gian và thời gian cho thấy mật độ trung bình của tảo lam tại các điểm khảo sát dao động từ 4.560 – 932.640 cá thể/lít Cao nhất là điểm Đ8 với 932.640 cá thể/lít Vào mùa nắng, mật độ tảo lam trung bình dao động từ 600 – 126.000 cá thể/lít Mật độ cao

nhất là loài Microcytis aeruginosa với 132.960 cá thể/lít, loài thấp nhất là loài Raphidiopsis sp với 760 cá thể/lít Vào mùa mưa, mật độ trung bình cao nhất là loài Spirulina platensis với 126.000 cá thể/lít và thấp nhất là loài Cylindrospermopsis raciborskii với 600 cá thể/lít Kết quả nghiên cứu còn cho thấy loài Microcytis aeruginosa phát triển ở nơi có hàm lượng N và C cao và loài Spirulina platensis

phát triển ở nơi có hàm lượng P cao

Từ khóa: tảo lam, ao tôm, ao cá, ruộng lúa, tỉnh Trà Vinh

Abstract

The study of the diversity of species and the impact of environmental factors

on species diversity of blue – green algae in some rice field and aquaculture ponds

of Tra Vinh province was conducted from January to March 2015 on two seasons (rain, sun) Results recorded 49 species of algae Lam 4 ministry (Oscillatoriales, Noctoscales, Chroococcales, Synechococcales), 9 family and 15 different varieties Inside, the Oscillatoriales is the dominant with 21 species (42.86%), followed by the Nostoccales with 12 species (24.49%), with 11 species of Chroococcales (22.45%), the rest of species at least 5 species of Synechococcales with (10.2%) Species

composition in rice fields is the highest (28 species) and ponds are the lowest (12 species) in 03 type of water body The difference between the species in the dry season and the rainy season was little (dry season: 35 species, season: 36 species)

Oscillatoria rubescens Gom species present in 03 type of the waterbody in both seasons Oscillatoria was the highest species diversity with 18 species, accounting

for 36.73% All study sites was the distribution of blue – green algae The results of analysis and evaluation of the correlation showed nutrient elements N, P, C has a positive correlation and relatively strong influence on blue – green algae species composition Number of species of blue – green algae distribution in locations many nutrient content (N, P, C) high Survey average density fluctuations algae species in space and time shows the average density of blue – green algae in the survey ranged from 4.560-932.640 individuals/liter At D8 is the highest point to 932.640 individuals/liter In the dry season, the average density of blue – green algae ranged

from 600 - 126.000 individuals/liter The highest density was Microcytis aeruginosa species with 132.960 individuals/liter, the lowest was Raphidiopsis sp species with

760 individuals/liter In the rainy season, the highest average density was Spirulina platensis species to 126.000 individuals/liter and the lowest was Cylindrospermopsis raciborskii species with 600 individuals/liter The study results also showed that Microcytis aeruginosa species developed where nitrogen and high

C and Spirulina platensis species grow in areas with high P content

Key words: blue – green algae, rice fields, fish ponds, shrimp ponds, Trà Vinh

province

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU 7

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH 7

LỜI CẢM ƠN 8

PHẦN MỞ ĐẦU 9

1 Tính cấp thiết của đề tài 9

2 Tổng quan nghiên cứu 10

2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 10

2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 10

2.3 Đặc điểm chung của Tảo lam 12

3 Mục tiêu 25

4 Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu 25

4.1 Đối tượng, thời gian và địa điểm nghiên cứu 25

4.2 Quy mô nghiên cứu 27

4.3 Phương pháp nghiên cứu 27

PHẦN NỘI DUNG 31

Chương 1: Kết quả khảo sát địa điểm nghiên cứu và 31

đo đạc các chỉ tiêu môi trường Error! Bookmark not defined 1.1 Kết quả khảo sát địa điểm và chọn địa điểm nghiên cứu 31

1.2 Kết quả đo đạc các chỉ tiêu môi trường 31

Chương 2: Khảo sát đa dạng thành phần loài tảo lam 34

2.1 Thành phần loài tảo lam ở các địa điểm khảo sát tại Trà Vinh 34

2.2 Bộ sưu tập hình ảnh tảo lam 37

2.3 Biến động thành phần loài theo không gian và thời gian 60

2.4 Kết quả phân tích, đánh giá mối tương quan giữa các yếu tố môi trường và thành phần loài tảo lam 60

Chương 3: Khảo sát biến động sinh vật lượng tảo lam 63

3.1 Biến động mật độ tảo lam theo mùa và địa điểm khảo sát 63

3.2 Kết quả phân tích, đánh giá mối tương quan giữa các yếu tố môi trường và sinh vật lượng tảo lam tại các địa điểm khảo sát 66

PHẦN KẾT LUẬN 69

1 Kết luận 69

2 Kiến nghị 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

Phụ lục 1:Hình ảnh dụng cụ và địa điểm thu mẫu 733

Phụ lục 2: Số liệu thô các kết quả đo đạc và phân tích chỉ tiêu môi trường tại

16 điểm thu qua 2 mùa 764-76

Phụ lục 3: Số liệu thống kê mối tương quan của các yếu tố môi trường và thành phần loài, sinh vật lượng tảo lam 77-78

Phụ lục 4: Chỉ số đa dạng loài ở các thủy vực………79 Phụ lục 5: Bảng ANOVA các chỉ tiêu môi trường 810 Phụ lục 6: Số liệu thô trong phân tích định lượng tảo lam qua hai mùa 843-96

Bảng 6: Kết quả đánh giá mối tương quan giữa các chỉ tiêu môi

trường và thành phần loài tảo lam vào mùa nắng

61

Bảng 7: Kết quả đánh giá mối tương quan giữa các chỉ tiêu môi

trường và thành phần loài tảo lam vào mùa mưa

Bảng 10: Kết quả đánh giá mối tương quan giữa các chỉ tiêu môi

trường và sinh vật lượng tảo lam vào mùa mưa

66

Bảng 11: Kết quả đánh giá mối tương quan giữa các chỉ tiêu môi

trường và sinh vật lượng tảo lam vào mùa nắng

68

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH

Hình 1: Biến động thành phần loài tảo lam qua hai mùa mưa và

nắng tại các địa điểm khảo sát ở Trà Vinh

60

Hình 2: Mật độ trung bình tảo lam theo địa điểm khảo sát 64

Xin chân thành cảm ơn Phòng Khoa học Công nghệ, phòng Kế hoạch – Tài vụ

đã tạo điều kiện giúp đỡ cho tôi trong việc hướng dẫn các thủ tục, hồ sơ thanh toán nghiệm thu và viết báo cáo đề tài theo đúng qui định

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn thân thiết đến Chị Nguyễn Thị Trúc Linh và Anh Mai Văn Hoàng đã hỗ trợ tôi trong quá trình thu mẫu ngoài thực địa

Trà Vinh, ngày … tháng … năm 2016

Tác giả

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trà Vinh là một tỉnh nằm kẹp giữa Sông Tiền và Sông Hậu, là hai nhánh sông lớn của Đồng bằng Sông Cứu Long Hàng năm, Trà Vinh được phù sa bồi đắp từ hai con sông lớn nên có tiềm năng rất lớn về nông nghiệp Thêm vào đó, phía Đông giáp với Biển Đông – là vùng đất liền giáp biển nên Trà Vinh là tỉnh có nhiều thế mạnh về nuôi trồng, khai thác, chế biến thủy sản, nhất là nuôi tôm nước lợ và đang

là một trong những tỉnh nuôi tôm công nghiệp nhiều nhất vùng Đồng bằng Sông Cửu Long Năm 2014, tổng diện tích thả nuôi tôm trên toàn tỉnh là 16.861 ha (tăng trưởng bình quân 65,7%/năm) Tuy nhiên, đến năm 2015, diện tích tôm nuôi chính

vụ 2015 của tỉnh Trà Vinh chỉ đạt gần 52% kế hoạch, sản lượng tôm nuôi giảm gần 10.000 tấn so cùng kỳ năm trước Nguyên nhân là do biến đổi khí hậu, thời tiết thất thường ảnh hưởng môi trường, dịch bệnh phát triển khiến tôm chết hàng loạt (Thuysanvietnam.com.vn) Một trong những nguyên nhân nội tại xảy ra trong môi trường ao nuôi là sự phát triển của một số loài vi tảo độc có ảnh hưởng đến chất lượng nước và tạo điều kiện thuận lợi cho dịch bệnh xảy ra trên tôm Bên cạnh những loài vi tảo có lợi như tảo lục, khuê tảo thì tảo lam được xem là tảo có hại đối với môi trường ao nuôi thủy sản

Tảo lam (Blue-green algae) hay Thanh tảo (Cyanophyta) – Vi khuẩn Lam (Cyanobacteria) có mặt hầu hết các thủy vực nước ngọt, lợ, mặn và kể cả môi trường trên cạn Tảo lam phát triển được ở cả những vùng có khí hậu ấm áp đến cả những vùng bắc cực giá rét Chúng đóng vai trò quan trọng trong quá trình tuần hoàn hóa sinh của nhiều yếu tố, tham gia vào cấu trúc, chức năng và đa dạng sinh học của cộng đồng thủy sinh vật Cùng với vi tảo, tảo lam cung cấp năng lượng sơ cấp cho sinh quyển đồng thời giải phóng một lượng lớn oxy vào trong không khí thông qua quá trình quang hợp và trao đổi chất (Đào Thanh Sơn & ctv, 1985) Một

số loài tảo lam (Sprirulina platensis, S.maxima ) giàu protein, vitamin và một vài

axit béo thiết yếu như glyceraldehide, polysaccharides, sulfolipids và glycolipids, giàu carotenoid nên nó được ứng dụng nhiều trong việc dùng làm thức ăn, mỹ phẩm, dược phẩm, thực phẩm chức năng (Vũ Ngọc Út, Dương Thị Hoàng Oanh,

2013) Trong nông nghiệp, nhờ vào khả năng cố định đạm mà tảo lam (Anabaena azolla) được sử dụng để làm phân bón cho cây trồng và đất thay thế lượng đạm hóa

học Nếu dùng Tảo lam cố định đạm có thể giảm thiểu lượng phân bón cho lúa tới 15% (Nguyễn Anh Tuấn,1994)

Tuy nhiên, một số tảo lam (Microcystis, Anabaena, Oscillatoria, ) khi phát

triển mạnh trong ao hồ sẽ làm thành lớp váng xanh dày đặc, gây độc đối với tôm cá, sinh vật phù du và các loại thủy sinh vật khác, gây thiếu oxy, phát triển các quá trình kỵ khí trong thủy vực Hình thành các chất độc như phenol, indol, các khí độc

động bơi lội của cá, tôm đặc biệt đối với tảo sợi (trừ chi sprirulina), làm cho phần

lớn cá bị chết ngay trong vùng có Tảo lam nở hoa Khi Tảo lam xuất hiện nhiều trong ao nuôi sẽ làm cho tôm nuôi có mùi hôi, đồng thời còn là nhóm thải ra chất nhờn ở màng tế bào có thể gây tắc nghẽn mang của tôm Một số trường hợp tôm bị phân trắng thường tìm thấy nhóm tảo này trong đường ruột tôm ở dạng chưa tiêu hóa

Tảo lam có vai trò quan trọng và nhiều tác động, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản nên nó được xem là ngành tảo thu hút sự quan tâm khảo sát và nghiên cứu của các nhà khoa học Đặc biệt đối với tỉnh Trà Vinh là tỉnh có thế mạnh về hai lĩnh vực trên thì việc tìm hiểu về Tảo lam là cần thiết Chính vì vậy,

đề tài: “Nghiên cứu mối tương quan giữa các yếu tố môi trường và sự đa dạng

thành phần loài, sinh vật lượng Tảo lam (Cyanophyta) ở một số ruộng lúa và ao

thủy sản thuộc tỉnh Trà Vinh” được đề xuất và thực hiện nhằm cung cấp thêm

những minh chứng về sự đa dạng cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến sự đa dạng của Tảo lam để làm nguồn dữ liệu cơ sở cho những nghiên cứu ứng dụng về việc khai thác các đối tượng giống, loài Tảo lam có lợi hay những nghiên cứu về các biện pháp khắc phục những giống, loài Tảo lam có hại đối với nghề nuôi trồng thủy

sản ở Trà Vinh

2 Tổng quan nghiên cứu

2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Một số nghiên cứu về Tảo lam ở các thủy vực nước ngọt trên thế giới như về phân loại, đa dạng sinh học và các Tảo lam gây nở hoa Bên cạnh đó, Tảo lam còn được đề cập đến trong các nghiên cứu về phiêu sinh thực vật như nghiên cứu sự thay đổi theo không gian và thời gian, hay mối tương quan giữa phiêu sinh thực vật

và các yếu tố môi trường Tuy nhiên, đó là những nghiên cứu chung về tảo, trong đó

có tảo lam Một số công trình nghiên cứu riêng cho ngành tảo lam kể đến là:

Nghiên cứu của T.v Desikachary, Ph D, F.A Sc (1959) tác giả viết về ngành Tảo lam (Cyanophyta): các đặc điểm hình thái, sinh học, nguồn gốc, phân bố, phân loại, khóa định loại Tảo lam

Nghiên cứu của Komarek J., Anagnostidis K., (1999); (2005) tác giả viết về các đặc điểm và khóa định loại Tảo lam nhân sơ bộ Chroococcales và Oscillatoriales

2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

`Một số công trình nghiên cứu trước đây khảo sát và định danh các loài tảo lam ở các địa điểm thuộc miền bắc, trung, nam Việt Nam, bổ sung cho bảng danh mục các loài tảo lam ở Việt Nam và trên thế giới

Nghiên cứu đầu tiên về Tảo lam ở Việt Nam là tác giả Frémy (1927), đã công

bố 3 “loài” Tảo lam ở Việt Nam

Người Việt Nam công bố kết quả đầu tiên chuyên về Tảo lam là Cao Ngọc Phượng (1964), tác giả đã viết về 23 loài Tảo lam trên mặt đất ở Sài Gòn và Đà Lạt Nhà tảo học Hungary Hortobagyi (1967 – 1969) đã xác định 24 “loài” Tảo lam khi phân tích nước hồ Hoàn Kiếm vào thời điểm nở hoa

Phạm Hoàng Hộ (1963, 1964, 1968) nghiên cứu thủy vực ruộng lúa, kênh ao tỉnh Cần Thơ đã đưa ra danh mục 39 “loài” Tảo, trong đó Tảo lam – 30 “loài”, Tảo Lục – 2 “loài”, Tảo thuộc họ Characeae – 7 “loài”

Phùng Thị Nguyệt Hồng, T.C Tiến & N.T.N.Tuyết (1977) nghiên cứu thành phần giống, “loài” Tảo lam của vùng Đồng bằng Sông Cửu Long trong các ruộng lúa để nghiên cứu khả năng sử dụng các Tảo lam giàu đạm vào công tác bón ruộng

và làm thức ăn cho gia súc

Shirota (1963, 1966) trong chương trình nghiên cứu hải ngoại của Nhật Bản đã công bố quyển sách về sinh vật nổi Nam Việt Nam với 388 taxon “loài” và dưới

“loài”, trong đó Tảo mắt – 57 “loài”, Tảo lục – 152 “loài”, Tảo lam – 29 “loài”, Tảo silic – 103 “loài”, Tảo roi lệch – 4 “loài”, Tảo vàng – 43 “loài”

Năm 1982, Dương Đức Tiến trong nghiên cứu điều tra các sinh thái thủy vực nước ngọt Việt Nam công bố 1.403 các taxon “loài” và dưới “loài”, trong đó Tảo lục - 530 “loài”, Tảo silic - 388 “loài”, Tảo lam - 344 “loài”, Tảo mắt - 78, Tảo giáp – 30 “loài” , Tảo vàng ánh - 14 “loài”, Tảo vòng - 9 “loài” , Tảo vàng - 5 “loài” và Tảo đỏ - 4 “loài”

Năm 2003, Nguyễn Văn Tuyên đã nghiên cứu về sự Đa dạng sinh học Tảo trong thủy vực nội địa Việt Nam Kết quả đã định danh được 1.539 “loài” trong khu

hệ tảo nước ngọt Việt Nam, đưa ra được bảng danh mục tảo nội địa Việt Nam Trong đó, Tảo lam gồm 3 lớp: Chroococceae, Chamaesiphoneae và Hormogoneae;

6 bộ: Chroococcales, Pleurocapsales, Stigonematales, Nostocales, Dermocarpales,

Tubiellales; 25 họ với 236 “loài”

Nghiên cứu sự phân bố thành phần “loài” Tảo lam ở khu dự trữ sinh quyển Nam cát Tiên và Đồng tháp Mười của Nguyễn Văn tuyên (2003) đã đưa ra bảng

danh mục như sau: Khu dự trữ sinh quyển Nam Cát Tiên: 3 lớp (Chroococceae, Chamaesiphoneae và Hormogoneae); 4 bộ (Chroococcales, Pleurocapsales, Stigonematales, Nostocales) và 02 bộ phụ (Symmetreae, Asymmetreae); 14 họ với

52 “loài” Vùng Đồng Tháp Mười: 3 lớp (Chroococceae , Chamaesiphoneae và

Hormogoneae), 5 bộ (Chroococcales, Oscillateriales, Dermocarpales, Nostocales, Tubiellales); 15 họ với 65 “loài”

Một số công trình nghiên cứu, đề tài khoa học đăng tạp chí và báo cáo Hội nghị Việt Nam, như sau:

Năm 2007, Lưu Thị Thanh Nhàn & Nguyễn Ngọc Lâm đã nghiên cứu về chi

Microcystis ở hồ Trị An, tỉnh Đồng Nai Công trình này đã mô tả 9 loài thuộc chi Microcystis cung cấp một số dữ liệu cơ sở khoa học về chi này trong ngành tảo lam

Năm 2008, một số công trình của Hoàng Phương Hà, Trần Văn Nhị, Lê Quang Huấn đã nghiên cứu một số đặc điểm của một số loài tảo lam thuộc chi Anabeana phân lập từ ruộng lúa Việt Nam đã phân lập và lập cây phân loại một số chủng tảo lam ở Việt Nam

Một công trình cũng được nghiên cứu vào năm 2008 của tác giả Lưu Thị Thanh Nhàn, Nguyễn Thanh Tùng nghiên cứu về thành phần và sự phân bố của các

vi khuẩn lam phù du (bộ Oscillatoriales) ở lưu vực sông Ngà, đã ghi nhận được 88 taxa vi khuẩn lam phù du thuôc bộ Oscillatoriales

Năm 2009, tác giả Nguyễn Thị Thanh Hương và Nguyễn Danh nghiên cứu

đa dạng thành phần loài vi khuẩn lam phù du ở Ayun Hạ, tỉnh Gia Lai đã phát hiện thêm 7 loài vi khuẩn lam mới, đồng thời cũng phát hiện 5 loài có khả năng sản sinh độc tố

Gần đây nhất là công nghiên cứu của Đào Thanh Sơn, Bùi Bá Trung, Đỗ Hồng Lan Chi vào năm 2013, đề tài “đa dạng sinh học vi khuẩn lam ở hồ Dầu Tiếng” công bố trên tạp chí hội nghị khoa học toàn quốc về sinh thái và tài nguyên sinh vật lần thứ 5, đã ghi nhận được 38 loài vi khuẩn lam, trong đó có 4 loài chưa từng mô tả trong bảng định loại tảo lam

Tất cả các công trình nghiên cứu về tảo lam trên đều định danh và bổ sung cho danh mục thành phần giống, loài tảo lam ở Việt Nam ở một số thủy vực phân bố cả

ba, miền bắc, trung, nam Tuy nhiên, chưa có công trình nghiên cứu, khảo sát ngành tảo lam nào được thực hiện ở tỉnh Trà Vinh

2.3 Đặc điểm chung của Tảo lam

2.3.1 Nguồn gốc và phân bố

Ngành Tảo lam là ngành tảo cổ xưa, hóa thạch của chúng được tìm thấy xuất hiện cách đây khoảng 3,5 tỷ năm Vào lúc đó Tảo lam được xem là sinh vật đầu tiên tạo bầu khí quyển cho Trái đất bởi khả năng quang hợp sản sinh ra khí oxy.Tảo lam (Cyanophyta) còn gọi là Vi khuẩn lam (Cyanobacteria), bởi các đặc điểm vừa giống

vi khuẩn vừa giống thực vật (Vũ Ngọc Út, Dương Thị Hoàng Oanh, 2013)

Tảo lam có sức sống rất dẻo dai, chúng phân bố rộng rãi trong tất cả các môi trường Đại bộ phận Tảo lam sống trong nước ngọt, ở các ao hồ có nhiều chất hữu

cơ và góp phần hình thành hệ sinh vật nổi (plankton) của các thủy vực; một số phân

bố trong nước mặn hoặc nước lợ, nơi bùn lầy hay đất ẩm ướt, trên đá, trên vỏ cây

ẩm, ngay cả những nơi có điều kiện rất khắc nghiệt như trong tuyết và ở những suối nước nóng đến 69°C Tảo lam thuộc loại ưa nhiệt, có tính bền vững với nhiệt độ Nhiều loài có thể phát triển ở nhiệt độ cao, cả trong các suối nước nóng (70 - 80°C) Tảo phát triển mạnh ở nhiệt độ cao (vào các tháng nóng trong năm) (Nguyễn Lân Dũng & ctv, 2012)

Với các Tảo lam ở nước ngọt, nhiệt độ phát triển thích hợp là 30°C Tảo lam

có thể chịu được nhiệt độ cao như vậy là nhờ trạng thái keo đặc biệt của chất nguyên sinh Mặt khác, một số Tảo lam cũng có khả năng tồn tại ở nhiệt độ thấp (những tảo sống trong băng tuyết, hay ở Nam cực, nhiệt độ tới -83°C vẫn tìm thấy

một lượng lớn tảo Nostoc) Tảo lam cũng gặp ở các hồ, vũng ven biển có độ mặn

cao do quá trình bốc hơi nước Một số Tảo lam có thể tiến hành quang hợp trong môi trường yếm khí tương tự như vi khuẩn (http://thuviensinhhoc.com/)

2.3.2 Phân loại

Theo hệ thống phân loại của Bergey (1994) thì có 160 giống, 1500 loài và được xếp vào 5 bộ khác nhau khá rõ rệt về hình thái

a Bộ Chroococcales: Hình que hoặc hình cầu đơn bào, không có dạng sợi hay

dạng kết khối (aggregate); phân đôi hoặc nẩy chồi; không có dị tế bào

(heterocytes) Hầu hết không di động Các chi tiêu biểu là: Chamaesiphon, Chroococcus, Gloeothece, Gleocapsa, Prochloron

b Bộ Pleurocapsales: Hình que hoặc hình cầu đơn bào, có thể tạo dạng kết khối (aggregate); phân cắt nhiều lần tạo ra các baeocytes; không có dị tế bào.Chỉ có các baeocytes là có di động Các chi tiêu biểu là: Pleurocapsa, Dermocapsa, Chroococcidiopsis

c Bộ Oscillatorriales: Dạng sợi (filamentous) ; dạng lông (trichome) không phân nhánh chỉ có ở các tế bào dinh dưỡng; phân đôi trên mặt phẳng, có kiểu đứt

đoạn (fragmentation); không có dị tế bào; thường di động Các chi tiêu biểu là: Lyngbys, Osscillatoria, Prochlorothrix, Spirulina, Pseudanabaena

d Bộ Nostocales: Dạng sợi; dạng lông (trichome) không phân nhánh có thể

chứa các tế bào biệt hoá (specialized cell) ; phân đôi trên mặt phẳng, có kiểu đứt

đoạn tạo thành đoạn sinh sản (hormogonia) ; có tế bào dị hình ; thường di động có thể sản sinh bào tử màng dày (akinetes) Các chi tiêu biểu là : Anabaena, Cylindrospermum, Aphanizomenon, Nostoc, Scytonema, Calothrix

e Bộ Stigonematales:Lông (trichome) dạng sợi, phân nhánh hoặc do các tế

bào nhiều hơn một chuỗi tạo thành ; phân đôi theo nhiều mặt phẳng, hình thành

đoạn sinh sản (hormogonia) ; có tế bào dị hình ; có thể sản sinh bào tử màng dày

( alkinetes), có hình thái phức tạp và biệt hóa (differentiation) Các chi tiêu biểu là : Fischerella, Stigonema, Geitlerinema

* Một số đại diện phân bố ở các thủy vực ngọt, lợ, mặn

- Tảo lam cầu (Microcystis): với 20-25 loài rất khó xác định, tế bào hình cầu

bé tập hợp thành tập đoàn hình cầu hay hình trái xoan Phần lớn các loài sống trôi nổi trong nước ngọt hay nước mặn; trong các ao hồ có khi chúng tạo thành một lớp như phấn xanh rắc trên mặt nước (Lam Mỹ Lan, 2000) Nước chứa nhiều tảo này có

thể làm chết cá vì một số loài tiết ra chất độc (M aeruginosa)

- Tảo bèo dâu (Anabaena azollae): tảo đa bào hình chuỗi hạt, thỉnh thoảng

có xen lẫn các tế bào dị hình Thường sống trong khoang lá bèo hoa dâu Tảo này có khả năng cố định đạm nên tổng hợp được nhiều nitơ cho bèo, dùng làm phân xanh

và thức ăn nuôi gia súc rất tốt Thuộc chi Anabaena có tới 100 loài phân bố rộng cả

trong nước và trên mặt đất, nhiều loài có khả năng cố định đạm khí quyển và gây nên hiện tượng “nước nở hoa” (Nguyễn Thị Phi Oanh, 2012)

- Tảo chuỗi ngọc (Nostoc): có hình chuỗi hạt với các tế bào dị hình như Anabaena, nhưng bên ngoài các chuỗi có bao chất nhày Thường gặp ở ruộng

lúa, trên bãi cỏ hay trên đất ẩm Có tới 50 loài khác nhau (Huỳnh Thị Kim Ngân, 2011) Nhiều loài cũng có khả năng cố định nitơ tự do

- Tảo dao động (Oscillatoria): sợi tảo cấu tạo bởi các tế bào hình chữ nhật

dẹt nối tiếp nhau, sợi không có bao, đầu sợi có cử động dao động Tảo sống thành

từng đám màu lục đen ở trên đất ẩm hoặc các cống rãnh nước bẩn Oscillatoria là

một chi lớn có trên 100 loài (Komarek J.,Anagnostidis K.,1999), phân bố rộng cả ở nước mặn, ngọt

- Tảo lam xoắn (Spirulina): đa bào hình sợi xoắn ốc Loài S platensis hiện

đang được gây nuôi nhiều vì có hàm lượng protein rất cao (trên 60% khối lượng khô) với nhiều axit amin không thay thế và vitamin (Dương Đức Tiến, 1996)

2.3.3 Đặc điểm hình thái

Tảo lam sống đơn bào riêng rẽ hoặc liên kết lại thành tộc đoàn hoặc đa bào dạng sợi Hình dạng tế bào Tảo lam có thể chia thành hai kiểu:

- Tế bào dạng hình cầu, hình elip rộng, hình quả lê, và hình trứng

- Tế bào kéo dài về một phía: hình elip kéo dài, hình thoi, hình ống

- Dạng đơn bào: hình cầu, hình elip rộng, hình quả lê, hình trứng

- Dạng tộc đoàn: gồm nhiều tế bào liên kết lại với nhau nhờ chất nhầy Tộc

đoàn có thể từ 2 đến 8 tế bào như ở Chroococcus, hay nhiều tế bào như Microcystic, Aphanocapsa Hình dạng của tộc đoàn khác nhau: hình cầu, hình elip, hình trụ, hình

bàn, hình khối, và thông thường nhất là hình thành tộc đoàn không có hình dạng

nhất định như ở Microcystis Ở Merismopedia các tế bào xếp thành những bản

mỏng như hình tấm sáo (Desikachary, 1959)

- Đa bào dạng sợi: là dạng đơn giản của tản đa bào, có cấu trúc sợi đơn độc có bao và không bao hoặc gồm nhiều sợi dính với nhau nhờ lớp gelatin hoặc chất nhầy bao quanh (Vũ Ngọc Út, Dương Thị Hoàng Oanh, 2013)

- Thường Tảo lam dễ nhận diện được dưới kính hiển vi quang học bởi màu xanh lam đặc trưng do chứa các sắc tố diệp lục tố a, caroten, xanthophyl, c- phycocyanin và c-phycoerythrin Trong đó hai sắc tố phụ c- phycocyanin và c-phycoerythrin làm cho tảo thường có màu lam (Phạm Hoàng Hộ, 1972) Hơn nữa do chất nhân và sắc tố chưa có hình dạng nên dưới kính hiển vi với số phóng đại nhỏ tế

bào gần như có cấu trúc đồng nhất Ở các tảo lam phiêu sinh như Microcystis, Anabaena, Coelosphaerium dưới kính hiển vi với số phóng đại lớn, quan sát được

các không bào khí, thường có màu hơi đen hay đỏ tím (Schopf J.W, 1993)

* Dị bào

Dị bào là tế bào đặc biệt có ở Tảo lam sợi chúng có khả năng cố định đạm, chúng cố định nitơ trong không khí bởi enzyme nitrogenase Nitrogenase bị bất hoạt bởi oxy nên Tảo lam chỉ cố định nitơ trong môi trường kị khí

* Tản của Tảo lam : Ở thực vật bậc thấp, cơ quan dinh dưỡng chưa có sự

chuyên hóa thành các mô, cơ thể của chúng được gọi là tản

Tản đơn bào

Tản có thể có hình cầu, hình bầu dục sống đơn độc hay sống chung với nhau

thành một khối gọi là tộc đoàn Tộc đoàn có thể sống trôi nổi như Microcystis hoặc

đính trên thực vật khác

Tản hình sợi

- Sợi thường đơn, do các tế bào giống nhau xếp nối tiếp nhau thành một hàng

như Oscillatoria, Lyngbya

- Sợi có thể trần như Oscillatoria hay ở trong một bao nhầy (gaine) như

Lyngbya Bao có thể bao quanh tộc đoàn, đơn bào, sợi Cấu tạo chính là đường đa

hoà tan được Bao có thể rất mỏng (không nhận ra) hoặc rất dày, mềm hoặc cứng, có lớp song song hoặc phân tán (divergent), trong suốt hoặc có màu (nâu, vàng, đỏ ) tùy theo môi trường Bao có màu khi có nhiều ánh sáng và không màu khi thiếu ánh sáng, ngoài ra có màu lam khi môi trường kiềm, đỏ hoặc tím khi axit và vàng hoặc nâu khi nhiều muối hoặc khi tản bị khô héo Tản có thể do nhiều sợi dính nhau, làm

thành lông mịn trên đá ở Calothrix, miếng như ở Symploca dề mỏng như Brachytrichia, khối như Nostoc

- Sợi có thể hẹp dần về phía đuôi đến khi gần như không còn chất tế bào như

lông, tóc Ví dụ các giống của họ Rivulariaceae.Trên sợi, ngoài tế bào dinh dưỡng

còn có thể có nhiều loại tế bào khác như dị bào nang (Heterocytes), bào tử nghỉ (akinetes)

- Sợi có thể phân nhánh: (có 3 kiểu phân nhánh) (Phạm Hoàng Hộ, 1967)

2.4 Môi trường sống của Tảo lam

Tảo lam có sức sống rất dẽo dai, chúng hiện diện trong tất cả môi trường: trên giá thể (trên mặt bùn của ruộng, mương; trên vỏ cây ẩm, trên các viên đá ), trong nước, trong không khí (Phạm Hoàng Hộ, 1967) Ngay cả những nơi có điều kiện rất khắc nghiệt suối nước nóng (trên 70 oC) hay trên những vùng núi tuyết

Bùn của ruộng, rạch là nơi mà ta gặp nhiều Tảo lam (Oscillatoria, Phormidium) Chính bùn các đường mương, nơi chứa rất nhiều chất hữu cơ cũng là

môi trường tốt cho Tảo lam phát triển Mặt đất là nơi sống của nhiều Tảo lam như

Nostoc commune, Schizothrix, Porphyrosiphon, nhất là các đất ẩm ướt, các đất

sét.Các chân tường, sân gạch, sân xi măng thường ẩm (gần vòi nước hay mùa mưa)

cũng bị Tảo lam (Scytonema) xâm chiếm, làm thành một lớp nhung dễ trợt Các vỏ cây cũng chứa nhiều Scytonema (Dầu, Còng, ) (Phạm Hoàng Hộ, 1967) Ở trong các vũng nước, ta gặp nhiều Microcoleus Trên các viên đá cứng, trọc, dựa biển ta gặp Calothrix pilosans ở trên cao, rồi đến Brachytrichia maculans (như mực đen), Lyngbya lutea,

Nhiều Tảo lam sống trong nước (phiêu sinh thực vật) như Aphanocapsa, Chroococus Anabaena, Oscillatoria, ở nước ngọt Đáng chú ý là một số rong sống trên mặt nước, làm thành những bọt lục xanh, thường các bọt này do Spirulina làm

ra hoặc màu lam đậm do Oscillatoria, Microcystis hay Aphanizomenon (Nguyễn

Thanh Tùng, 1967) Nhiều khi có nguyên lớp mặt trên ao, hồ, có màu xanh hay đỏ:

đó là do nhiều rong khác như Volvocales, Xanthophyceae hay Euglena)

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố và phát triển của Tảo lam

Theo Reynolds (1984), việc hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố và xác định tốc độ phát triển của các nhóm tảo đặc biệt là nhóm tảo lam với các điều kiện thực nghiệm khác nhau thì rất hữu ích cho giải pháp kiểm soát sự phát triển của nhóm Tảo này

2.5.1 Yếu tố thủy, lý, hóa

* Nhiệt độ

Tảo lam và vi khuẩn là hai nhóm có khả năng chịu đựng nhiệt độ rất cao Nhiều loài Tảo lam sống trong nước nóng 65-680C cho đến các suối nước nóng có nhiệt độ đến 870C vẫn còn có Tảo lam sinh sống (Phạm Hoàng Hộ, 1967) Nhờ đặc

tính này mà Tảo lam có thể phân bố ở nhiều nơi mà các loài Tảo khác không sống

được, trong không gian rất rộng từ vùng ôn đới cho đến nhiệt đới

Theo Hoogenhout và Amesz (1965); Reynolds (1984), tốc độ phát triển của tảo lam luôn luôn kém hơn các nhóm tảo khác Ở nhiệt độ 200C, ánh sáng bão hòa, trong một ngày phần lớn Tảo lam có hệ số phân đôi từ 0.3 – 1.4, trong khi đó ở tảo khuê là 0.8 – 1.9 và ở tảo lục đơn bào là 1.3 - 2.3 Với tốc độ phát triển chậm nên Tảo lam thường nở hoa sau các nhóm Tảo khác

Theo Sastry (1988), ở nhiệt độ 250C phần lớn tảo lam có tốc độ phát triển cao nhất, nhiệt độ này cao hơn nhiệt độ tối ưu của nhóm tảo Lục và Tảo Khuê Điều này giải thích tại sao phần lớn tảo lam nở hoa trong suốt mùa hè

Tảo lam có thể sống được ở nhiều nồng độ pH khác nhau Nhiều Oscillatoria

có thể sống trong nước đầy C02; trong nước nhiều acid (SO2) có loài Cyanidium (Phạm Hoàng Hộ, 1967) Tuy nhiên, pH dường như là nhân tố có thể giới hạn sự phân bố của Tảo lam, chúng có thể phân bố thuận lợi trong môi trường trung tính đến kiềm, và ít phân bố trong môi trường pH thấp (Vũ Ngọc Út, Dương Thị Hoàng Oanh, 2013)

Sự biến động pH trong ao nuôi thủy sản phụ thuộc rất nhiều vào mật độ tảo có trong ao nuôi (www.pir.sa.gov.au)

* Ánh sáng

Theo Lê Văn Cát (2006), ánh sáng có vai trò quan trọng cho tảo phát triển Nhiều ánh sáng kết hợp với dinh dưỡng cao tạo điều kiện cho tảo phát triển mạnh Kết hợp với cát nền (silicates) cho kết quả là tảo nâu phát triển dữ dội hơn nưã Kết hợp với Phosphates cho kết quả là tảo lam và tảo đỏ phát triển mạnh.Ánh sáng được xem như một chất xúc tác, kiểm soát ánh sáng và dinh dưỡng là cách tốt nhất giải quyết các vần đề về tảo trong hồ Đơn vị đo cường độ ánh sáng là lux hay lumen, đây là một chỉ số rất quan trọng vì 1 đơn vị tối thiểu ánh sáng chỉ đi được khoảng 7 cm dưới nước

Sự có mặt của tảo trong ao hồ tự chúng cũng điều hòa về mức độ ánh sáng trong nước Ví dụ khi mật độ tảo cao sẽ che chắn bớt ánh sáng và hãm lại sự phát triển tiếp theo của tảo, quá trình quang hợp kém đi, ít sinh ra oxy Quá trình đó được

gọi là tạo ra “bong mát” Quá trình tạo bóng mát cũng ảnh hưởng đến thành phần loại tảo trong ao hồ Ví dụ, dưới điều kiện “bóng mát” loại Tảo lam phát triển được dưới điều kiện thiếu ánh sáng vì vậy tỉ trọng của chúng tăng lên Một số loài tảo khi

bị thiếu ánh sáng sẽ tìm cách nổi lên trên mặt nước bằng cách làm giảm khối lượng

riêng của tế bào để thu được nhiều ánh sáng

* Độ trong

Độ trong suốt của nước là khả năng ánh sáng mặt trời xuyên qua nó, khả năng cản những tia nắng mặt trời của nước là độ vẫn đục Hai đặc tính này của nước tỷ lệ nghịch với nhau và phụ thuộc vào lượng keo khoáng, vật chất hữu cơ lơ lửng, sự phát triển của các vi tảo, sóng gió thủy triều và lượng mưa đổ vào thủy vực Độ trong suốt và độ vẫn đục của nước ảnh hưởng đến cường độ chiếu sáng của mặt trời vào thủy vực nên có ảnh hưởng đến cường độ quang hợp của thực vật phù du, đặc biệt là tảo sẽ bị giảm Độ trong quá cao nước sẽ nghèo dinh dưỡng, sinh vật phù du kém phát triển, hạn chế thành phần thức ăn của Tôm, Cá Nhưng khi độ trong quá cao kết hợp với ao cạn, thì ánh sáng mặt trời chiếu thắng đến đáy ao do đó sự quang hợp của rong, tảo diễn ra mạnh, dẫn đến sự phát triển của rong, tảo ngày càng nhiều (Phạm Văn Thương, et al., 2013) Đĩa Secchi là một công cụ quan trắc đơn giản để

đo độ trong của nước, thông qua đó ta có thể biết được phần nào mức độ ô nhiễm của nước (Nguyễn Thị Ben, 2011)

2.5.2 Yếu tố dinh dưỡng

Để phát triển tảo lam cũng như các loài tảo khác cần tới 12 nguyên tố đa lượng

và 8 nguyên tố vi lượng Tất cả các nguyên tố trên được tảo hấp thu từ môi trường nước (còn gọi là sự đồng hóa) Những chất cần thiết này tồn tại trong nước với nồng

độ rất khác nhau, biến động liên tục và tỉ lệ giữa chúng cũng thay đổi, vì vậy tỉ lệ giữa các loài tảo trong ao hồ cũng thay đổi theo thời gian Giả sử trong một ao hồ nào đó có đầy đủ mọi chất cần thiết trừ một chất nào đó, thì khi đưa thêm chất thiếu

đó vào tảo sẽ phát triển nhanh, tuy vậy nếu vượt quá nhu cầu thì có thể có tác dụng

gây độc Sự phát triển của tảo chỉ thích hợp trong một khoảng nhất định nào đó, giống như trong trường hợp của cường độ ánh sáng (Lê Văn Cát, 2006)

Theo nghiên cứu của Sze (1981), trên sông Potomac, quần thể tảo phát triển dọc theo dòng chảy, Tảo Khuê có kích thướt nhỏ với tốc độ sinh trưởng nhanh phát triển ở đầu nguồn nơi có dòng chảy mạnh có ít chất dinh dưỡng, kế tiếp chúng được thay thế bởi nhóm tảo có tốc độ sinh trưởng chậm hơn là Tảo Khuê có kích thước lớn hơn và tảo Lục, cuối cùng nơi dòng chảy chậm mang nhiều chất dinh dưỡng thì Tảo lam phát triển

Ngoại trừ Tảo lam, các nhóm tảo khác bị ăn bởi các nhóm Copepoda, Daphnia

và Protozoa, trong khi đó Tảo lam chỉ bị tấn công bởi virus, vi khuẩn và actinomycetes mà các nhóm này có rất ít và luôn bị hạn chế ở các thủy vực nuôi Như vậy, vì có ít kẻ thù, vì khả năng tự phục hồi quần thể tránh sự lắng đọng cao nên mặc dù Tảo lam có tốc độ phát triển chậm nhưng tốc độ suy giảm quần thể thấp

và có sự ổn định mật độ quần thể cao hơn các nhóm tảo khác (Nguyễn Thị Thanh Thảo, 2005)

Sự nở hoa của tảo, đặc biệt ở nghiên cứu này là Tảo lam có thể kiểm soát thông qua việc xác định chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của chúng Điều

cơ bản cho sự phát triển của Tảo lam và các loài tảo khác trong thủy vực là sự phú dưỡng mà chủ yếu là nhân tố phosphorus, nitrogen và ánh sáng

Trong cùng một thời điểm, dường như chỉ cần hạn chế 1 trong 3 nhân tố trên

là có thể giới hạn sinh khối của Tảo lam hay các tảo khác Tuy nhiên, các nguồn giới hạn này có thể thay đổi theo mùa Khi cường độ ánh sáng gia tăng trong mùa xuân hoặc khi thủy vực trở nên trong hơn, các nhóm tảo bắt đầu nhân đôi và kết hợp chặt chẽ với nitrogen và phosphorus sẵn có trong thủy vực để tạo thành sinh khối của chúng và tiếp tục nâng cao sinh khối này đến khi các nguồn này ngày càng cạn kiệt Nếu nồng độ chất dinh dưỡng cao, tảo phát triển mạnh làm độ đục gia tăng và lúc này ánh sáng trở thành nhân tố giới hạn cho sự phát triển của tảo (Gross, 1988) Như vậy việc đánh giá xác định đúng nguồn nhân tố giới hạn từ 3 nguồn trên là điều cần thiết cho việc quản lý sự phát triển của tảo

Theo Round (1975), bất kỳ một nhóm ngành tảo nào phát triển chiếm ưu thế đều liên quan đến khả năng dự trữ nitrogen và phosphorus, tỷ lệ số lượng của các chất dinh dưỡng cho sinh khối tảo cũng được Round xác định và được xem là một

tỷ lệ thực nghiệm tốt, C:H:O:N:P bằng 42:8,5:57:7:1

* Nguồn Carbon

Carbon có sẵn trong thủy vực ở dạng CO2 chúng được tiêu thụ bởi quá trình quang hợp, sự tiêu thụ CO2hòa tan làm tăng quá trình khuếch tác CO2 từ không khí vào nước để bù vào Về khả năng giới hạn này, CO2 có tác động mạnh trong thủy

vực nước mềm có độ kiềm HCO3-thấp Nhưng môi trường với điều kiện như vậy chỉ tồn tại trong thời gian ngắn và không thể duy trì việc giới hạn sinh khối tảo (Reynolds, 1997)

Theo Ball (1945), nghiên cứu thủy vực tự nhiên không có bón phân hoặc không bị ô nhiễm do tác động của con người cho thấy sức sản xuất của thủy vực tăng khi độ kiềm tăng nhưng không có nghĩa độ kiềm tăng thì dẫn đến nồng độ carbon tăng và vì vậy sức sản xuất sơ cấp của thủy vực tăng Sức sản xuất sơ cấp của thủy vực có mối quan hệ chặt chẽ đối với hàm lượng nitrogen và phosphorus nhiều hơn là sự khác biệt của nồng độ CO2 và độ kiềm

* Nguồn Nitrogen

Nitrogen có thể đi vào thủy vực từ đất, hoặc từ sự cho ăn quá dư thừa, và từ việc phân hủy chất hữu cơ trong thủy vực Tảo lấy Nitrogen hòa tan vô cơ ở dạng nitrate, nitrite và amonia Theo Reynolds (1997), trong những vùng đất acid, nitrogen được xem là nhân tố chủ yếu để giới hạn sự phát triển của tảo Tuy nhiên, cũng có nhiều ý kiến không xem nitrogen là yếu tố giới hạn sự phát triển của Tảo

lam vì một số giống, loài Tảo lam (Aphanizomenon, Anabaena, ) có thể lấy nitơ từ

không khí để bù vào việc thiếu hụt nito cho quá trình phát triển của chúng, nhưng những giống loài này chỉ xuất hiện khi môi trường dư thừa nito Quan trọng hơn quá trình cố định nito đòi hỏi năng lượng ánh sáng cao và sẽ không có hiệu quả đối với thủy vực bị đục do mật độ tảo quá dày bởi hiện tượng nở hoa

* Phosphorus

Phosphorus có từ việc phân hủy chất thải hữu cơ ở nền thủy vực, phosphorus

là dạng phosphate sinh học sẵn có nó gắn kết với keo đất chặt hơn nitrate.Vì vậy, nguồn phosphorus chủ yếu đi vào thủy vực từ đất như đất bề mặt rửa trôi và sự xói mòn Mặc dù tỷ lệ P:N cần thiết cho sinh khối tảo phát triển chỉ là 1:7 nhưng phosphorus cần hơn nitrogen và nó là nhân tố giới hạn chủ yếu cho sự phát triển của tảo Tảo lam và nhiều giống, loài tảo có khả năng thu nhận và dư trữ phosphate cho

cơ thể chúng Chúng có thể chứa phosphate đủ cho 3-4 lần phân chia, kết quả là một

tế bào có thể phân chia thành 8-16 tế bào mà không cần thu nhận phosphate và sinh khối của chúng có thể tăng gấp 10 lần hay hơn nữa khi phosphate hòa tan hầu như cạn kiệt Trong phần lớn các thủy vực phosphorus và nitrogen là hai nhân tố dinh dưỡng cần thiết để hạn chế sự phát triển của tảo mà trong đó phần lớn người ta dùng phosphorus là nhân tố giới hạn chủ yếu (Hutchison, 1967)

Một nghiên cứu về yếu tố dinh dưỡng hạn chế sự phát triển của tảo trên 49 hồ

ở Mỹ, thì thấy rằng Nitrogen là nhân tố giới hạn tảo ở 8 hồ trong khi đó Phospho là nhân tố giới hạn tảo ở 35 hồ và các yếu tố dinh dưỡng khác thì hạn chế 6 hồ còn lại Cũng trong nghiên cứu trên cho thấy trong nước ngọt, Phospho thường được dùng

chủ yếu hơn Nitrogen, nhưng cả hai yếu tố dinh dưỡng Phospho và Nitrogen đều được xem là nhân tố giới hạn tảo ở môi trường nước mặn (Smith V H, 1983)

* Tỷ lệ N:P và Tảo lam

Theo Schindler (1997) và Smith (1983), việc xác định tỷ lệ nitrogen:phosphorus là quan trọng để biết được khi nào tảo lục hoặc tảo lam phát triển vào mùa hè Một cách tổng quát, tế bào đòi hỏi khoảng 10-15 nguyên tử nitrogen cho mỗi nguyên tử phosphorus Khi N:P cao, tức phosphorus của môi trường thấp, tế bào đòi hỏi cung cấp phosphorus, lúc này tảo Lục chiếm ưu thế hơn các nhóm tảo khác bởi khả năng sinh trưởng cao của chúng Khi tỷ lệ N:P thấp một

số loài Tảo lam có thể phát triển mạnh vì chúng có khả năng tổng hợp nitrogen từ khí trời

Seymour (1980), đề nghị thay đổi tỷ lệ nitrogen:phosphorus để ngăn chặn sự phát triển của Tảo lam, tuy nhiên, theo Smith (1983), điều này ảnh hưởng đến thành phần giống loài của tảo mà ít có tác động cải thiện tình trạng thiếu oxy do sự nở hoa của chúng gây nên Tảo lam dường như chết đột ngột nhiều hơn và gây mùi hôi nhiều hơn các tảo khác, cho nên việc tìm ra tỷ lệ nitrogen:phosphorus để ngăn chặn

sự phát triển của Tảo lam là cần thiết

Theo Luuc và ctv (1999), Tảo lam có mối quan hệ chặt chẽ với nồng độ nitrogen và phosphorus trong thủy vực hơn là các tảo khác Điều này có nghĩa là chúng có thể canh tranh mạnh hơn các nhóm tảo khác ở điều kiện môi trường nitrogen và phosphorus bị giới hạn.Hơn nữa, Tảo lam có khả năng dự trữ phosphorus một cách đáng kể, chúng có thể chứa đủ lượng phosphorus để thực hiện phân chia tế bào để gia tăng sinh khối Tỷ lệ nitrogen:phosphorus thấp có lẽ thuận lợi cho sự nở hoa của Tảo lam

2.6 Tảo lam trong các thủy vực

a Tảo lam trong thủy vực ruộng lúa (nước ngọt)

Ruộng lúa là loại hình thủy vực khá đặc biệt, mực nước biến đổi theo mùa vụ trồng lúa, nước nông, nền đáy mềm, đất thịt Số lượng sinh vật nổi và sinh vật đáy ruộng lúa phụ thuộc chủ yếu vào mực nước cho nên diễn biến số lượng thủy sinh vật mang tính mùa vụ khá rõ rệt

Thành phần loài tảo ở ruộng lúa nước vùng đồng bằng chủ yếu là Tảo lam, các

loài nhiệt đới và cận nhiệt đới, các chi Anabaena, Nostoc, Aulosira, Gloeotrichia, Aphanothece, Spirogyra, Mougeotia, Surirella, Gomphonem (Hồ Thanh Hải, 1993)

b Tảo lam trong thủy vực là ao nuôi thủy sản (nước lợ)

Trong các hồ ao vùng đồng bằng, các loài tảo nhiệt đới càng phát triển phong

phú, nhất là các nhóm loài Microcystis, Anabaena, Merismopedia, Coelosphaerium, Scenedesmus, Pediastrum, Ankistrodesmus, Cryptomonas, Gloeocapsa,…

Theo thống kê sơ bộ của Hồ Thanh Hải, 1993, nhóm tảo lục (Clorophyta) có

113 loài, vi khuẩn lam (Cyanobacteria) có 32 loài phát triển mạnh nhất, tảo Silic, tảo giáp, tảo mắt kém phát triển hơn Trong các ao vùng đồng bằng, thành phần loài tảo không khác ở hồ, do điều kiện tương tự giữa ao và hồ nhỏ Thành phần loài tảo

ở ao có thể thay đổi theo mùa hoặc theo chế độ bón phân ở các ao nuôi cá hoặc theo

độ pH của nước ao

Tảo lam có thể kết khối và phát triển nhanh trong ao nuôi thủy sản Các yếu tố ảnh hưởng phát triển của Tảo lam bao gồm dinh dưỡng, độ mặn, điều kiện sáng, độ đục, nhiệt độ, sự phối trộn nước, hàm lượng thức ăn cho các loài thủy sản và các loài ăn thực vật Trong ao nuôi thủy sản, các loài tảo thượng đẳng Eukaryotic (tảo lục, Tảo Khuê) thường tăng trưởng nhanh hơn Tảo lam Tuy nhiên, tảo lam có thể cạnh tranh dinh dưỡng, tăng trưởng ở oxy hòa tan thấp và có thể quang hợp ở điều kiện ánh sáng thấp Tảo lam ít bị ảnh hưởng bởi độ đục, ít bị ảnh hưởng bởi ammonia cao và bởi nhiệt độ cao Tảo lam có thể phát triển tốt khi ở môi trường phú dưỡng, ảnh hưởng đến phiêu sinh động và động vật thủy sản

Tảo lam có thể tiết ra các hóa chất ức chế các loài tảo cạnh tranh và các loài ăn thực vật thuộc nhóm không xương sống Có bằng chứng là Tảo lam và độc tố của Tảo lam (gồm độc tố thần kinh và độc tố gan tụy) ảnh hưởng lên cấu trúc quần đàn phiêu sinh động vật (giáp xác và luân trùng) và điều này ảnh hưởng đến các đáp ứng sinh lý cho sự thành công của Tảo lam Phiêu sinh động vật thông thường không chọn Tảo lam làm nguồn thức ăn, nghĩa là phiêu sinh vật phải ăn các loài tảo khác cạnh tranh với Tảo lam và trong tiến trình này chúng phóng thích dinh dưỡng làm kích thích tăng trưởng Tảo lam

Vì vậy, khi Tảo lam bùng nổ sẽ làm nguồn thức ăn của phiêu sinh động vật giảm, làm giảm quần đàn phiêu sinh động vật Một số phiêu sinh động vật thích

nghi được trong điều kiện của một số loài tảo độc (như Daphnia pulicaria, Daphnia pulex) Áp lực thức ăn của các loài phiêu sinh động vật thích ứng được Tảo lam sẽ

bị giảm do các loài cá ăn phiêu sinh động vật và điều này lại kích thích Tảo lam phát triển (Trần Văn Vĩ, 1995)

2.7 Ý nghĩa của Tảo lam

2.7.1 Trong nông nghiệp

Trong nông nghiệp, vai trò quan trọng của Tảo lam là làm tăng độ phì cho đất nhờ khả năng cố định đạm Người ta đã nghiên cứu tìm ra được khoảng 152 loài Tảo lam có khả năng cố định đạm

Ở nước ta trong số 238 loài Tảo lam đã biết có 24 loài Tảo lam có khả năng

quý báu này (Đặng Đình Kim, 1998) Ðặc biệt đáng chú ý là loài Anabaena azollae

cộng sinh trong bèo hoa dâu, một loại cây dùng làm phân xanh và làm thức ăn gia súc có ý nghĩa kinh tế rất lớn ở nước ta Việc sử dụngTảo lam cố định N2 sống tự

do hay cộng sinh đóng vai trò rất to lớn trong việc bón phân cho đất, đặc biệt là cánh đồng lúa Nếu dùng Tảo lam cố định đạm có thể giảm thiểu lượng phân bón cho lúa tới 15% Trong mùa phát triển thích hợp Tảo lam có thể cố định được 20-30

kg N2/ha Mặc khác, Tảo lam còn kích thích sự tăng trưởng của lúa thông qua các hoocmon do chúng bài xuất ra môi trường.(www.vietnamplus.vn)

2.7.2 Trong thủy sản

Theo tài liệu của Vũ Ngọc Út và Dương Thị Hoàng Oanh (2013), thì Tảo lam ảnh hưởng tích cực và tiêu cực đối với nghề nuôi trồng thủy sản, như sau:

- Tảo lam khi chết tạo thành nhiều mùn bã hữu cơ, là nguồn thức ăn quan

trọng cho nhiều loại vi sinh vật phù du, sinh vật đáy và nhiều loại cá Loại mùn do

Tảo lam Anabaena và Microcystis khi chết tạo ra được coi là có giá trị dinh dưỡng

cao So với Tảo Lục và Tảo Khuê thì nó phân hủy chất hữu cơ của Tảo lam khi chết nhanh hơn (5-8 ngày) và có khối lượng lớn hơn (80% chất hữu cơ của Tảo lam thuộc loại dễ thủy phân), và chất hữu cơ này cũng được vô cơ hóa hoàn toàn hơn các tảo khác Điều này chứng tỏ trong việc tạo thành và thay đổi thành phần sinh hóa học của bùn đáy ao hồ, Tảo lam đã phát huy vai trò tích cực của mình sau khi chết nhiều hơn khi còn sống

- Dùng làm thức ăn cho tôm, cá: Tảo lam ít được sử dụng cho tôm, cá ăn,

nhưng trong các thủy cực Tảo lam chiếm ưu thế chúng cũng được cá sử dụng làm thức ăn Tổng kết kinh nghiệm nghề nuôi cá ở Trung Quốc cho biết 3 ngành Tảo mà

cá mè trắng và cá mè hoa không thể ăn được là: Tảo lam, một số Tảo lục

(Pediastrum, Eudorina) và Tảo mắt (Euglena) Tuy nhiên, theo kết quả nghiên cứu

của Prowse G.A (1966), ở cá mè trắng khi hiếm các tảo ưa thích chúng cũng ăn cả tảo lam, cá ăn thực vật có thể dùng Tảo lam trực tiếp, nhưng mức độ tiêu hóa của

từng loại tảo có khác nhau, cá có thể tiêu hóa tốt Anabaenopsis, đối với Anabaena thì kém hơn, Microcystis thì hoàn toàn không thể tiêu hóa được

- Ảnh hưởng của sự nở hoa Tảo lam đối với thủy vực và sinh vật: Trong

điều kiện môi trường thuận lợi, nhiệt độ cao, ánh sáng mạnh (mùa hè) ở các thủy vực giàu dinh dưỡng, Tảo lam dễ dàng phát triển mạnh tạo thành sinh khối lớn Nhiều giống loài Tảo lam dạng tộc đoàn hoặc dạng sợi trong cấu tạo có các túi khí,

do đó khi nở hoa chúng nổi đầy trên bề mặt nước tạo lớp váng dày đặc Những chất

do Tảo lam tiết ra, cũng như những sản phẩm phân hủy của chúng đều có hại Do vậy sự nở hoa của Tảo lam bị coi như tai họa Sinh khối của chúng đạt khá lớn (200-300g/m3) Chất độc của Tảo lam không những gây chết cá mà kể cả gia súc hay gia cầm đều bị ảnh hưởng (http://aquanetviet.org)

Các giống loài hay gây hoa nước là: Microcystis, Anabaena, Oscillatoria, Phormidium chúng tạo thành váng có màu xanh sẫm hoặc màu rĩ đồng

- Tảo lam nở hoa gây độc cho môi trường: Một số Tảo lam khi phát triển

mạnh trong ao hồ, chúng gây độc cho môi trường nên ít có giá trị đối với nghề cá Chúng gây độc đối với tôm cá, sinh vật phù du và các loại thủy sinh vật khác, gây thiếu oxy, phát triển các quá trình kỵ khí trong thủy vực Hình thành các chất độc như phenol, indol, các khí độc như CO2, NH3, H2S, làm nhiễm bẩn nước Phát triển dày đặc làm cản trở hoạt động bơi lội của cá đặc biệt đối với tảo sợi, làm cho phần lớn cá bị chết ngay trong vùng có Tảo lam nở hoa

- Nhiều loài cá, thủy sinh vật, động vật phù du bị chết do độc tố của Tảo lam tiết ra Một số Tảo lam sống trôi nổi trong các thủy vực nước ngọt có khả năng

sinh ra các độc tố Các độc tố này có thể gây chết động vật có vú, chim và cá, nhưng

chưa có báo cáo về người chết do độc tố của Tảo lam Tảo lamAnabaena sản sinh ra

độc tố Anatoxin gây kích thích căng cơ dẫn đến tê liệt Microcystin và Nodularin là

độc tố gan từ Tảo lam Microcystis và Nodularia Ở biển Tảo Lynbya phóng thích độc tố Lynbyatoxin, aplysia gây viêm da và gây ngứa (Carmichael, W W, 1981)

2.7.3 Trong các lĩnh vực khác (thực phẩm, y dược, công nghiệp, môi trường )

- Lọc sạch vực nước:

Theo Wilde & Benemann (1993), một số chủng vi tảo đã qua chọn lọc có tiềm năng lớn trong việc giảm ô nhiễm kim loại năng trong nước thải công nghiệp Việc phát triển kĩ thuật cố định tế bào (Cell immobilization) là bước đột phá quan trọng trong công nghệ này

Bảng 2.1: Kết quả nghiên cứu khả năng hấp phụ kim loại nặng của một số

vi tảo

độ trong sinh khối/nồng độ trong nước thải)

- Cung cấp chất dinh dưỡng cho con người: Một số loài Tảo lam có hàm

lượng Protein cao dùng điều chế được dược phẩm, thực phẩm chức năng nhằm cung

cấp chất dinh dưỡng cho trẻ em, người bệnh (Nostoc commune, N furiforme, Sprirulina platensis, S.maxima)

- Nguyên liệu cho thực phẩm và thức ăn gia súc: Tảo lam giàu vitamin và

các chất có hoạt tính sinh học khác được dùng làm nguyên liệu trong thực phẩm và thức ăn gia súc

- Tảo lam làm nhiên liệu sinh học: Các nhà khoa học thuộc Phân viện Los

Angeles Đại học California, Mỹ, tiết lộ vừa nghiên cứu thành công loài Tảo lam chuyển đổi gen có khả năng biến CO2 thành nhiên liệu lỏng (www.vietnamplus.vn) Các lợi thế của việc sử dụng hydro sinh học làm nhiên liệu

là thân thiện với môi trường thiên nhiên, hiệu quả sử dụng, khả năng tái sinh và không thải ra khí carbon dioxide trong quá trình sản xuất và sử dụng nó

4 Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu

4.1 Đối tượng, thời gian và địa điểm nghiên cứu

4.1.1 Đối tượng và thời gian nghiên cứu: Thu mẫu tảo lam vào hai mùa Mùa nắng

(tháng 3, 4, 5/2015), mùa mưa (7, 8, 9/2015) Mỗi mùa được thu lặp lại 3 lần tương ứng với 3 tháng thu mẫu Tần suất thu mẫu 1 lần/tháng vào buổi sáng (8-10h) và gần cuối buổi chiều (15-16h) (với điều kiện thời tiết nắng không có mưa)

4.1.2 Địa điểm:

- Ao tôm ở Cầu Ngang và Duyên Hải (6 mẫu/6 ao)

- Ao nuôi cá lóc và cá thát lát ở Trà Cú (5 mẫu gồm: 02 mẫu/02 ao cá thát lát, 03 mẫu/03 ao cá lóc)

- Các ruộng lúa ở Châu Thành và Càng Long (5 mẫu gồm: 02 mẫu ruộng ở Châu Thành, 03 mẫu ruộng ở Càng Long)

Ký hiệu địa điểm:

- Đ1, Đ2, Đ3 tương ứng với mẫu thu ở ao tôm gồm mẫu 1, 2, 3 tại Duyên hải

- Đ4, Đ5 tương ứng với mẫu thu ở ao cá thát lát gồm mẫu 4, 5 tại Trà Cú

- Đ6, Đ7, Đ8 tương ứng với mẫu thu ở ao cá lóc gồm mẫu 6, 7, 8 tại Trà Cú

- Đ9, Đ10, Đ11 tương ứng với mẫu thu ở ao tôm gồm mẫu 9, 10, 11 tại Cầu Ngang

- Đ12, Đ13 tương ứng với mẫu thu ở ruông lúa gồm mẫu 12, 13 tại Châu Thành

- Đ14, Đ15, Đ16 tương ứng với mẫu thu ở ruộng lúa gồm mẫu 14, 15, 16 tại Càng Long

Bảng 1: Địa điểm được tiến hành khảo sát và thu mẫu tảo lam tại Trà Vinh

1 Ao tôm 1 Mẫu 1

Duyên Hải

Tôm thẻ (1 tháng

10 ngày)

Tômthẻ (2 tháng 10ngày)

Tôm thẻ

8 ngày

Tôm thu hoạch

8 ngày)

Tôm thẻ (2tháng 8ngày)

8 Ao cá lóc 3 Mẫu 8 10 ngày 1 tháng 10 ngày 2 tháng 10 ngày 3 tháng 20 ngày 10 ngày 1 tháng 10 ngày 2 tháng

9 Ao tôm 1 Mẫu 9

Cầu Ngang

Tôm sú 2 tháng Tôm sú 3 tháng hoạch Thu Tôm sú 1 tháng

Tôm sú 1 tháng 20 ngày

Tôm sú 2 tháng 20 ngày

10 Ao tôm 2 Mẫu 10 Tôm sú 3 tháng Tôm sú 4 tháng mới thả Tôm sú

5 ngày

Tôm sú

2 tháng

Tôm sú 2 tháng 20 ngày

Tôm sú 3 tháng 21 ngày

11 Ao tôm 3 Mẫu 11

Tôm sú 2 tháng 10 ngày

Tôm sú 3 tháng 10 ngày

Thu hoạch

Tôm sú

2 tháng

1 ngày

Tômsú 2 tháng 21 ngày

Tôm thu hoạch

12 Ruộng lúa 1 Mẫu 12

Châu Thành

Lúa được

2 tháng Lúa được 3 tháng Lúa thu hoạch có mẫu Không 15 ngày 15 ngày 1 tháng

13 Ruộng lúa 2 Mẫu 13 tháng 24 Lúa 1

ngày

Lúa 2 tháng 24 ngày

Lúa thu hoạch

Không

có mẫu

Lúa 15 ngày

Lúa 1 tháng 15 ngày

14 Ruộng lúa 1 Mẫu 14

Càng Long

Lúa 2 tháng

Lúa 3 tháng

Lúa đã gặt

15 Ruộng lúa 2 Mẫu 15 tháng 25 lúa 1

ngày

lúa 2 tháng 25 ngày

Lúa thu hoạch

Lúa 1 tháng

20 ngày

Lúa 2 tháng 10 ngày

Lúa 3 tháng 10 ngày

16 Ruộng lúa 3 Mẫu 16 tháng 24 Lúa 1

ngày

Lúa 2 tháng 24 ngày

Lúa thu hoạch

Lúa 1 tháng

15 ngày

Lúa 2 tháng 5 ngày

Lúa 3 tháng 5 ngày

4.2 Quy mô nghiên cứu

- Đề tài nghiên cứu được triển khai với qui mô cấp Trường

- Địa bàn triển khai: Khảo sát thực tế và thu mẫu tại một số thủy vực ao nuôi thủy sản (tôm, cá), ruộng lúa thuộc các huyện Càng Long, Cầu Ngang, Châu Thành, Trà Cú, Duyên Hải

4.3 Phương pháp nghiên cứu

4.3.1 Dụng cụ và hóa chất

- Lưới phiêu sinh thực vật định tính: là một lưới hình nón với đường kính miệng lưới thay đổi từ 30 cm Miệng lưới được giữ bằng 01 vành cứng với sợi thừng cột lưới Vải lưới lọc là nylon mỏng được thiết kế bằng các sợi đơn chịu nhiệt với kích thước mắt lưới không thay đổi Lưới phiêu sinh có kích thướt khoảng 25µm thường được dùng trong các nghiên cứu phân loại tảo

- Lưới phiêu sinh thực vật định lượng: được thiết kế thẳng đứng có chiều cao

60 cm, loại vải lưới là nylon Scrynel 30HD Phần đầu được may vào một đoạn vải thường cao khoảng 4 cm, gắn vào một khung bằng kim loại đường kính 30 cm Phần đáy gắn với một chai thủy tinh khoảng 30ml để thu lấy phần cặn

- Chai đựng mẫu (12 ml)

- Ống nhỏ giọt, micropipette

- Lame, Lamelle

- Kính hiển vi quang học

- Nhiệt kế, đĩa secchi, máy đo độ mặn, bộ test kiềm, test pH

- Xô nhựa (3-6 lít), ca nhựa, hộp nhựa (50 – 100 ml)

- Thùng xốp bảo quản chai đựng mẫu

- Dụng cụ khác (kéo, dây thun, túi nylon, keo giấy, bút lông dầu, giấy bóng

mờ, băng keo )

4.3.2 Phương pháp nghiên cứu

a Ngoài thực địa: Các yếu tố thủy, lý và hóa của nước bao gồm độ mặn, độ

trong, độ kiềm, pH, nhiệt độ và ánh sáng được đo trực tiếp bằng các thiết bị cầm tay tại hiện trường thu mẫu

- Đo đạc các chỉ tiêu môi trường tại nơi thu mẫu:

+ pH: đo bằng pH kế cầm tay

+ Độ trong: đo bằng đĩa secchi

+ Nhiệt độ: đo bằng nhiệt kế thủy ngân

+ Độ mặn: đo bằng mấy đo độ mặn cầm tay khi thu mẫu

+ Ánh sáng: máy đo cường độ ánh sáng cầm tay vào lúc thu mẫu

- Thu 500ml nước cho vào hộp nhựa (trữ lạnh) dùng để phân tích hàm lượng dinh dưỡng C, N, P

- Ghi nhận ngày, giờ, địa điểm, điều kiện thời tiết và số thứ tự mẫu thu vào nhật ký theo dõi

- Đối với mẫu dùng để định tính: Mẫu tảo được thu bằng cách dùng lưới phiêu sinh thực vật định tính có kích thước mắt lưới khoảng 25 µm, kéo lưới trên bề mặt nước, dọc theo bờ ao, ruộng (nơi có diện tích chứa nước tương đối thuận tiện cho việc thu mẫu) với thể tích nước qua miệng lưới càng nhiều càng tốt Mẫu thu được cho vào chai thủy tinh 12 ml và cố định bằng formol 4% (12 ml mẫu sẽ cho vào 1,2 ml formol 4%)

- Đối với mẫu được dùng để định lượng: Mẫu tảo được thu bằng cách thu nước ở các vị trí khác nhau của ao nuôi hoặc ruộng lúa cho vào xô 5 lít, khuấy đều

và đổ qua lưới phiêu sinh thực vật định lượng cô đặc lại một thể tích nước nhất định (30 ml) Mẫu thu được cho vào hộp nhựa và cũng cố định bằng formol 4% (30 ml mẫu sẽ cho vào 3 ml formol 4%)

b Trong phòng thí nghiệm

- Định tính: Sau khi thu, mẫu được cố định và được đem về Phòng thí nghiệm

để lắng Dùng pipet hoặc ống nhỏ giọt hút lấy phần cặn ở dưới đáy chai và cho lên lame, đậy lamelle lại (tránh bọt khí) sau đó mẫu được quan sát dưới kính hiển vi quang học ở vật kính có độ phóng đại là 10X, 40X và đo kích thước mẫu tảo bằng thước trắc vi thị kính Dựa vào việc so sánh hình thái và kích thước tảo để xác định giống, loài và chụp hình mẫu Việc định danh dựa vào tài liệu định loại của Desikachary (1959), Shirota A (1966); Phạm Hoàng Hộ (1969) và Nguyễn Văn Tuyên (2003)

- Định lượng: Mẫu được đưa về phòng thí nghiệm để lắng, sau đó dùng micropippet hút 10 µl/1 lần đếm Quan sát và đếm số lượng tế bào tảo lam dưới kính hiển vi ở vật kính 10X – 40X Đếm 5 lần cho 1 mẫu và tính giá trị trung bình

số lượng tảo lam cho 1 lần đếm/mẫu

- Phân tích C, N, P

Hàm lượng C (đo bằng máy): mẫu được lọc sạch tạp chất, sau đó mẫu được bơm vào hệ thống máy phân tích để đốt ở nhiệt độ 1200oC, quá trình đốt tạo ra CO2, CO2 qua cột sắc ký thu được tín hiệu trên phần mềm máy tính tương ứng Xác định tín hiệu thu được sau khi đốt So sánh tín hiệu mẫu với tín hiệu chất làm chuẩn

Hàm lượng N: mẫu được công phá với H2SO4 trên bếp nung ở nhiệt độ 300oC Mẫu sau khi công phá hoàn toàn sẽ tiến hành chưng cất Kjeldahl

Hàm lượng P: mẫu được công phá với H2SO4 trên bếp nung ở nhiệt độ 300oC Mẫu sau khi công phá hoàn toàn sẽ tiến hành phản ứng tạo màu với các hóa chất thích hợp như: amoni molipdate 4%, potassium antimony tartarate, ascobic Chất màu hình thành sẽ tiến hành đo ở máy so màu với bước sóng 882 nm

* Độ đa dạng của loài được xác định qua chỉ số đa dạng (H’) của Shannon và

Weiner (1963), tính bằng công thức:

Trong đó,

n: số loài đếm được

pi = ni/N: tỷ lệ loài thứ i trên tổng số loài thu được tại điểm thu mẫu

Giá trị H’ cao là sự kết hợp của sự đa dạng loài và sự cân bằng số lượng giữa các loài tại địa điểm thu mẫu

Chỉ số đa dạng (H’) của Shannon cso thể chỉ ra mức độ ô nhiễm trong môi trường thủy vực:

+ H’ < 1: rất nhiễm bẩn

+ H’ từ 1 đến 2: nhiễm bẩn vừa mức α

+ H’ từ 2 đến 3: nhiễm bẩn vừa mức β

+ H’ từ 3 đến 4,5: nhiễm bẩn nhẹ

(Nguồn: Nguyễn Thị Vân Hà, 2007)

c Phương pháp đánh giá mối tương quan giữa thành phần loài, mật độ loài tảo lam và các yếu tố môi trường:

- Dựa vào chỉ số tương quan (r):

Mối tương quan giữa 2 biến được phân loại thuận (r>0) và nghịch (r<0), mức

độ tương quan phụ thuộc vào hệ số tương quan (r) như sau: |r|>0,8: Tương quan ở mức rất mạnh, |r| = 0,6-0,8: Mức mạnh, |r| = 0,4-0,6: Mức trung bình, |r| = 0,2-0,4: Mức yếu và |r| <0,2: Không có tương quan hoặc ở mức rất yếu Công thức tính tương quan (r) của hai biến độc lập X và Y như sau :

(Nguồn: thống kê kinh doanh, 2009)

d Xử lý số liệu: Số liệu được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel 2010 Xử

lý thống kê bằng chương trình Statgraphics, với mức ý nghĩa thống kê (p<0,05)

PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1: KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU VÀ ĐO

ĐẠC CÁC CHỈ TIÊU MÔI TRƯỜNG

1.1 Kết quả khảo sát địa điểm và chọn địa điểm nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành khảo sát và thu mẫu tại 16 địa điểm ở 5 huyện (Cầu Ngang, Châu Thành, Càng Long, Duyên Hải và Trà Cú) thuộc tỉnh Trà Vinh Đây là các huyện phù hợp với yêu cầu nghiên cứu của đề tài, đặc trưng cho ba loại hình thủy vực mà đề tài khảo sát Cầu Ngang và Duyên Hải là hai huyện gần biển và nuôi tôm nhiều nhất ở Tỉnh Trà Vinh Trà Cú là vùng chuyện canh tác nuôi các đối tượng là cá lóc và cá thát lát Châu Thành và Càng Long thuộc vùng nước ngọt chuyên canh trồng lúa

1.2 Kết quả đo đạc các chỉ tiêu môi trường

Qua 6 đợt thu mẫu tương ứng với 6 tháng tại 16 địa điểm đã chọn để tiến hành nghiên cứu vào hai mùa mưa và nắng (mỗi mùa thu 3 lần tương ứng với 3 tháng) cho kết quả như sau:

Bảng 2 Kết quả giá trị trung bình của các chỉ tiêu thủy, lý, hóa qua hai mùa

ĐĐ

Nhiệt độ

(0C) pH

Độ mặn (‰)

Độ trong (cm)

Độ kiềm (mg/l)

Ánh sáng (lux)

Ký hiệu: N*: mùa nắng, M*: Mùa mưa

Kết quả phân tích các chỉ tiêu thủy, lý, hóa của môi trường cho thấy: vào mùa nắng, đa số các chỉ tiêu như: pH, độ trong, độ mặn, độ kiềm, hàm lượng N, C, P ở các địa điểm thu mẫu đều có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (cụ thể là: pH, độ

mặn, độ trong, độ kiềm có p = 0 < 0,05; hàm lượng N có p = 0,0222<0,05), ngoại trừ yếu tố nhiệt độ và ánh sáng là khác biệt không có ý nghĩa thống kê (với nhiệt độ

có p = 0,2617 > 0,05 và ánh sáng có p = 0,0645 > 0,05) giữa các điểm khảo sát (phụ lục 4) Vào mùa mưa, tất cả các chỉ tiêu môi trường khảo sát đều khác biệt có ý nghĩa thống kê (cụ thể là nhiệt độ có p = 0,005<0,05; pH có p= 0,0006<0,05; độ trong có p = 0,0001<0,05; độ mặn và ánh sáng p = 0<0,05; độ kiềm p = 0,0007<0,05) (phụ lục 4) giữa các địa điểm khảo sát

Nhiệt độ nước trung bình qua hai mùa dao động trong khoảng từ 29 0C – 33,30C, pH: 6,8 – 9,2, độ trong : 10 – 45 cm, độ mặn: 0-14%, độ kiềm: 71,6 – 208,8 mg/l và ánh sáng: 903 - 2443 lux Nhìn chung các yếu tố môi trường qua 6 đợt thu mẫu đều thích hợp cho sự tồn tại và phát triển của các loài tảo lam Điều này phù hợp với các nghiên cứu cho rằng tảo lam là ngành tảo có khoảng chịu đựng điều kiện sống rộng, chúng có thể sống ở môi trường khắc nghiệt từ vùng băng tuyết đến vùng sa mạc nóng bức (Nguyễn Lân Dũng, 2006)

Bảng 3 Kết quả giá trị trung bình các chỉ tiêu về dinh dưỡng

Ký hiệu: N*: mùa nắng, M*: Mùa mưa

N: Hàm lượng đạm nitrogen; P: Hàm lượng phosphates, C: Hàm lượng carbon

Nguồn dinh đưỡng đóng vai trò quan trọng trong sự tồn tại và phát triển của các loài tảo lam Nó ảnh hưởng trực tiếp đến thành phần loài tại các điểm nghiên cứu qua hai mùa, đặc biệt là nguồn đạm (nitrogen) và nguồn phosphates (phosphorus) Qua kết quả phân tích thống kê cho thấy hàm lượng dinh dưỡng ở các địa điểm thu mẫu vào cả hai mùa đều có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (cụ thể là

mùa mưa: hàm lượng N có p = 0,0192 <0,05; hàm lượng P có p = 0,0074<0,05; hàm lượng C có p = 0,0006<0,05) (phụ lục 4) giữa các điểm nghiên cứu Điểm Đ8

có hàm lượng nitrogen và carbon trung bình cao nhất vào mùa nắng (N = 53,28 mg/l và C = 121,01 mg/l), điểm Đ2 có hàm lượng nitrogen trung bình thấp nhất (N

= 3,87 mg/l) và điểm Đ13 có hàm lượng carbon thấp nhất (C = 19,26 mg/l) Điểm Đ4 có hàm lương P cao nhất vào mùa mưa (P = 13,95 mg/l) và thấp nhất là điểm Đ11 (P = 0,19 mg/l) (Bảng 3)

CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT ĐA DẠNG THÀNH PHẦN LOÀI TẢO LAM

2.1 Thành phần loài tảo lam ở các địa điểm khảo sát tại Trà Vinh

2.1.1 Danh mục thành phần loài tảo lam tại Trà Vinh

Kết quả phân tích định tính trên 96 mẫu thu được tại 16 địa điểm thuộc ba loại hình thủy vực (ruộng lúa, ao cá và ao tôm) ở tỉnh Trà Vinh qua 6 đợt thu mẫu vào 2 mùa (mưa và nắng), đã xác định được 49 loài tảo lam thuộc 4 bộ (Oscillatoriales, Noctoscales, Chroococcales, Synechococcales), 9 họ và 15 chi khác nhau Trong

đó, bộ Oscillatoriales là bộ chiếm ưu thế với 21 loài (42,86%), kế đến là bộ Nostoccales với 12 loài (24,49%), bộ Chroococcales với 11 loài (22,45 %), còn lại thành phần loài ít nhất là bộ Synechococcales với 5 loài (10,2%) Việc định danh dựa vào tài liệu định loại của Desikachary (1959), Shirota A.(1966); Nguyễn Văn Tuyên (2003), Phạm Hoàng Hộ (1967)

Bảng 4 Danh mục thành phần loài và sự phân bố của tảo lam ở Trà Vinh

Mùa mưa

I Bộ Noctoscales

(1) Họ Nostocaceae

* Chi Anabeana

(2) Họ Aphanizomenonaceae

* Chi Anabaenopsis

42 Oscillatoria subuliformis Gom + + + +

Oscillatoria rubescens Gom có mặt ở cả ba loại hình thủy vực vào cả hai mùa Tất

cả các thủy vực khảo sát đều có sự phân bố của tảo lam (Bảng 4) Điều này cũng phù hợp với một số nghiên cứu cho rằng các thủy vực nước ngọt thành phần loài tảo lam phân bố nhiều hơn (Nguyễn Văn Tuyên, 2003) Thêm vào đó, đối với nghề nuôi tôm thì người nuôi xem tảo lam là ngành tảo có hại nên đa số giai đoạn chuẩn

bị ao, các công tác phơi ao, diệt tảo được thực hiện rất cẩn thận, khi thấy dấu hiệu

có sự xuất hiện của tảo độc hại, người nuôi sẽ tìm cách khống chế tảo nên việc khảo sát đối tượng tảo lam tại các thủy vực ao nuôi tôm ít đa dạng là phù hợp Một số nghiên cứu cho rằng, tảo lam chỉ xuất hiện ở ao nuôi tôm vào gần cuối vụ nuôi (Nguyễn Anh Tuấn, 1994)

Dựa vào chỉ số đa dạng Shanon Weiner (H) cho thấy rằng ở thủy vực ruộng lúa có chỉ số H cao (H=1.67) so với 02 thủy vực còn lại (ao tôm có H=0.97; ao

cá có H = 1.61) (phụ lục 4) Điều này chứng tỏ rằng ở thủy vực ruộng lúa có sự

đa dạng về loài và sự cân bằng về số lượng giữa các loài Ngoài ra chỉ số Shanon Weiner (H) còn chỉ ra mức độ ô nhiễm trong thủy vực và qua kết quả tính toán cho thấy chỉ số H của ba loại hình thủy vực dao động trong khoảng từ H 1 – 2, tương đương ở mức độ nhiễm bẩn vừa mức α (Nguyễn Thị Vân Hà, 2007)

2.2.2 Danh mục thành phần loài tảo lam có hại và có lợi

Đã phát hiện 03 loài tảo lam nằm trong danh mục các loài có khả năng sản sinh ra độc tố (bảng 5) Các loài này sản sinh ra độc tố Microcystin và Cylindrospermopsin, hai dạng độc tố này có những tác động xấu lên da, thận, phổi, gan, hệ tiêu hóa và thần kinh, chúng có thể là tác nhân gây ung thư hoặc dẫn đến cái chết cho nạn nhân (Nguyễn Thị Thanh Hương et al, 2007) Bên cạnh đó, kết quả

khảo sát được loài Spirulina platensis là tảo lam có lợi giàu protein, vitamin và một

vài axit béo thiết yếu, giàu carotenoid nên nó được ứng dụng nhiều trong việc dùng

làm thức ăn, mỹ phẩm, dược phẩm, thực phẩm chức năng (Vũ Ngọc Út, Dương Thị Hoàng Oanh, 2013)

Bảng 5 Danh mục các loài sản sinh độc tố khảo sát tại Trà Vinh

2.2 Bộ sưu tập hình ảnh tảo lam

1 Chi Oscillatoria thuộc họ Oscillatoriaceae, Bộ Oscillatoriales

Oscillatoria sp 1: Dạng sợi dài 40 μm, rộng 8 μm, đầu hơi tròn bầu, tế bào không

phân biệt rõ, màu lam nhạt, có hạt

Hình 1.1: Oscillatoria sp 1

Oscillatoria sp 2 : Dạng sợi dài 150 μm, màu xanh lam hoặc màu lục lam

Hình 1.2: Oscillatoria sp 2